ГлавнаяНовостиО лабораторииКомандаБазаПартнёрыСМИГалереяКонтакты

Чуркин Дмитрий Владимирович

Проект «Разработка методов регистрации и исследование динамических нелинейных режимов распространения света в длинных распределенных волоконных системах»

Поддержан субсидией Федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технического комплекса России на 2014-2020 годы», соглашение №14.584.21.0014, от 11.11.2015.  

Руководитель – д.ф.-м.н. Д.В. Чуркин.

В рамках проекта, рассчитанного на 2015-2016 годы, проводится разработка экспериментальных методов характеризации временной и спектральной эволюции в динамических режимах генерации и распространения света в длинных волоконных системах. Такие методы характеризации, вкупе с  программным комплексом моделирования временной и спектральной динамики в длинных волоконных системах позволят экспериментально и теоретически обнаружить нелинейные режимы генерации и распространения света в длинных волоконных системах и выявить особенности распространения и генерации в них.

Сотрудничество

Проект выполняется совместно с иностранным партнером – Приоритетной лабораторией оптических коммуникаций и измерений, Университет электроники и технологий Китая, г. Ченду, Китай, согласно Меморандуму о сотрудничестве от 28 августа 2015 г.

Результаты

В 2015 году проводились работы по этапу «Выбор направления исследований и постановка задач». В рамках данных работ проведен аналитический обзор современной научно-технической, нормативной, методической литературы, затрагивающей научно-техническую проблемупроекта, проведено объемное патентное исследование проблематики проекта, включая глубокий анализ научной литературы и патентов в области методов характеризации временной и спектральной нелинейной динамики в длинных волоконных системах, методах численного расчета временной и спектральной нелинейной динамики в длинных волоконных системах, существующих результатах по применению данных методик для характеризации длинных волоконных систем, в том числе волоконных лазеров, по имеющимся результатам по обнаружению и исследованию различных нелинейных динамических режимов распространения света. На основе проведенного поиска сформулировано техническое задание на программный комплекс моделирования пространственно-временной и спектральной нелинейной динамики в длинных волоконных системах, в том числе с учетом вводимого/случайного беспорядка. Иностранным партнером проведены работы по разработке принципов применения волоконных лазеров с распределенной обратной связью в распределенных сенсорных системах для индустриальных применений. Проведенный анализ показал, что предлагаемые в рамках проекта к разработке методики характеризации характеризации динамических временных и спектральных нелинейных режимов генерации и распространения света в длинных волоконных системах и предполагаемые к получению результаты по обнаружению различных нелинейных режимов генерации в солитонных волоконных лазерах, лазерах со случайной распределенной обратной связью, в циклических волоконных системах с фазовым беспорядком находятся на мировом уровне.

Результаты первого года реализации проекта доложены на конференции ВУЗПРОМЭКСПО 2015.

https://xpir.ru/conference2015/theses/14.584.21.0014

За два года выполнения проекта получены следующие результаты
 
1. Выполнен аналитический обзор современной научно-технической, нормативной, методической литературы, затрагивающей научно-техническую проблему, исследуемую в рамках исследований.
 
2. Выполнены патентные исследования в соответствии с ГОСТ 15.011-96.
 
3. Разработаны методы спектральной и временной характеризации динамических нелинейных режимов генерации и распространения света в длинных волоконных системах.
 
4. Экспериментально обнаружены нелинейные динамические режимы в генерации солитонных волоконных лазеров, а именно динамическое изменение спектра излучение на масштабах времени порядка 100-300 времен обхода резонатора.
 
5. Экспериментально обнаружены локализованные спектральные состояния в длинном волоконном лазере с распределенной обратной связью за счет беспорядка показателя преломления; величина обратной связи за счет беспорядка показателя преломления на уровне 0.1%.
 
6. Экспериментально обнаружены локализованные состояния в циклических волоконных системах с фазовым беспорядком; варьирование величины фазового беспорядка в пределах от 0 до 2pi.
 
7.  Разработан программный комплекс математического моделирования пространственно-временной и спектральной нелинейной динамики в длинных волоконных системах, в том числе с учетом вводимого/случайного беспорядка
 
8. Разработаны рекомендации по практическому применению результатов проекта
 
9. Сделано обобщение и сформулированы выводы по результатам исследований.
 
Приоритетная лаборатория оптических коммуникаций и измерений Университета электроники и технологий Китая (г. Ченгду) иностранный партнер по данному проекту, провела поисковые исследования в области распределённых волоконных систем, используя собственные средства. Иностранным партнером проведена разработка и исследование многофункциональной распределенной сенсорной системы длины около 150 км, позволяющей проводить одновременные изменения температуры и выибраций
 
Разработанный программный комплекс позволяет проводить моделирование распределенных волоконных лазеров за счет численного решения системы связанных нелинейных уравнений Шредингера на временных сетках шириной до 50 нс, с частотной сеткой разрешением до 100 МГц, моделирование дискретных волоконных систем на основе волоконных колец с вводимым беспорядком на основе матричного подхода с расчетом эволюции распространения на эволюционных временах до 1000 времен обхода дискретной системы.
 
Разработанные экспериментальные методы измерения спектральной и пространственно-временной динамики обладают дискретизацией по времени – до 33 пс, разрешением по частоте до 1 кГц, частотой снятия данных – до 10 МГц.
Нелинейные динамические режимы в генерации солитонных волоконных лазеров, а именно динамическое изменение спектра излучения зафиксировано на масштабах времени порядка 100-300 времен обхода резонатора.
Ширина локализованных спектральных состояний в длинном волоконном лазере с распределенной обратной связью за счет беспорядка показателя преломления составила менее  0.05 нм.
 
Разработана и исследована многофункциональная распределенная сенсорная система длиной около 150 км, позволяющая проводить одновременные изменения температуры и вибраций с разрешением до 1 градуса по температуре и точностью локализации вибрационного воздействия до 50 метров. Полученные результаты соответствуют требованиям к выполняемому проекту
 
 

Вернуться к списку сотрудников